时间：2023-05-29 18:19:06
（淮安信息职业技术学院 江苏 淮安 223003）
摘要：针对高职教育压缩理论课时而教学内容并未减少的实际情况，将“工程力学”和“机械设计基础”两门课程的教学内容进行了优化整合。通过采用“并行”和“串联”方式进行授课，及时将“工程力学”课程知识应用到后续“机械设计基础”中，既节约了教学时数，又提高了教学效果。
关键词 ：工程力学；机械设计基础；课程优化整合；高职教学
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2014）07-0110-03
“工程力学”是机械类专业的一门专业基础课，研究工程构件最普通、最基本的受力、变形、破坏以及运动规律，为“机械原理”、“机械设计”等技术基础课和一些专业后续课程的学习打下必要的基础。原有“工程力学”课程内容包括理论力学和材料力学两大知识模块，“机械设计基础”课程内容则包括机械原理和机械设计两大知识模块。现在我们将“工程力学”和“机械设计基础”合并为一门“机械设计基础”课程，其中力学部分分配了约20学时，机械设计基础部分分配了约70学时（含6学时的实验）。这不仅考验教师的教学组织能力、授课方式及技巧，还考验学生的接受能力。如何在教学时数大幅减少，而教学目标和教学内容几乎没有变化的情况下，把这门整合后的课程上好，对教育工作者带来了很大挑战。近十几年来，笔者一直从事“工程力学”和“机械设计基础”等课程的教学，熟悉相关知识点之间的衔接，针对学时减少等课程整合后的问题，试着对授课方法作了一些调整，对授课内容顺序进行了优化整合，对相关知识点作并行讲授，收到了理想的教学效果。
两课程的教学内容分析
（一）工程力学
机械类专业的“工程力学”课程教学主要是为后续课程“机械设计基础”服务的，机械设计中用到的设计理论都是源于工程力学中材料力学部分，而材料力学的学习又必须以理论力学为基础，所以理论力学的静力学概念和公理、受力分析、力系及平衡是机械设计的必备知识。材料力学中的材料力学基本概念、杆件变形基本形式、轴向拉伸与压缩、剪切与挤压、扭转变形、弯曲变形及弯扭组合变形这些内容，在机械设计中是必不可少的，所以这些内容也是必要的教学内容。
（二）机械设计基础
“机械设计基础”课程主要是培养学生学会机构原理分析、传动参数计算及典型零件的设计或选用，为学习后续机械制造技术和机械制造工艺等专业课程进行必要的知识储备。机构自由度、平面连杆机构、凸轮机构、间歇运动机构、带传动、齿轮传动、轮系、螺纹联接和键联轴、轴承等内容都是必须学习的知识点。
两课程知识点的关联性分析
（一）工程力学各知识点之间的关联分析
“工程力学”课程各知识点之间是密切关联的：（1）静力学概念，这部分内容主要是对力学中相关名称的规范性定义或描述，是力学工作的“语言”，它贯穿整个力学教学和学习过程，是后续力学课程各章节的基础知识。（2）静力学公理，揭示了作用在物体上各个力之间的内在规律，是前人总结出来的规律，学习它后可以对物体进行正确的受力分析。（3）受力分析，主要介绍构件的受力分析步骤及方法。受力分析贯穿工程力学的始终。教会学生进行正确受力分析技巧在工程力学教学中显得尤为重要。（4）力系及平衡，这部分知识主要揭示在平衡状态下，作用在物体上各作用力之间存在的内在联系，为建立各个作用力之间的关系提供理论支持，进而可以利用平衡来分析和求解作用在物体上未知的力。它是我们由已知世界探索未知世界的连杆。（5）材料力学基本概念、杆件变形基本形式，是材料力学基础知识，为我们研究材料变形、受力分析提供了方法。（6）轴向拉伸与压缩、剪切与挤压、扭转变形、弯曲变形及弯扭组合变形，揭示了工程中或机械中构件最基本的变形规律、强度校核和尺寸设计方法，是后期机械零件设计的理论依托。由以上分析可见，工程力学各部分知识点之间的关系如图1所示。
（二）机械设计基础各知识点之间的关联分析
“机械设计基础”课程各知识点之间是密切关联的，共同构成一个有机的整体：（1）机构自由度是分析机构和机器运动情况的理论基础。我们设计的机构或机器一定要按照人为设定的轨迹运动，既然这样，大多数运动装置设计时就要先进行自由度计算。若自由度和机构的主动件的数目相同，则该装置就能按照设计的轨迹工作，否则该机构根本就不能动或运动过自由。（2）平面连杆机构、凸轮机构、间歇运动机构是机器中常见的基本机构，复杂的机构和机器一般是由这些机构组成的。（3）带传动、齿轮传动、轮系是机器中常见的传动系统，设计机械时也要进行传动系统的设计。（4）轴是机器中重要的零件。轴是用来支撑机器中回转零件的，是整台机器的核心。（5）轴承也是机器中重要的零件，它是用来支撑轴的，以保持轴的回转精度。（6）联接是介绍机器中零件之间最常见的联接方法，在机器选用某一型号的此类联接时要进行轴向拉伸、挤压强度或扭转强度计算。
所以，我们在教学过程中，通过设计一整台机器将上述各知识点相互关联起来，其相互关系如图2所示。
（三）两课程各部分知识点的关联性分析
“工程力学”和“机械设计基础”两门课程之间，有许多知识点具有很强的关联性：（1）“机械设计基础”在进行机构自由度分析时，运动副的类型和工程力学中约束类型及性质有关联。（2）平面连杆机构的识图、连杆机构特性分析时压力角和传动角的确定和工程力学中的受力分析有关联。（3）凸轮机构和间歇运动机构特性分析和工程力学中受力分析有关联。（4）带传动、齿轮传动、轮系的设计所依据的是工程力学的受力分析、力系及平衡、强度计算。（5）螺纹联接和键联接和工程力学中的受力分析、轴向拉伸与压缩和剪切与挤压强度计算密切相关。（6）轴设计要进行受力分析、扭转强度设计及弯扭组合强度校核无不与工程力学相关。（7）轴承的失效分析是利用工程力学中的受力分析来进行的。
两课程教学内容的优化整合
基于以上对每门课程各个知识点及两课程之间各知识点关联性的分析，将各部分内容按照图3方式进行教学优化整合。
首先，以静力学概念和公理作为基础，将“工程力学”课程受力分析、力系及平衡两部分知识点与“机械设计基础”中机构自由度、平面连杆机构、凸轮机构及间歇运动机构知识并行到一起。学生先学习受力分析和力学及平衡部分知识，再学习机构自由度、平面连杆机构、凸轮机构和间歇运动机构等知识。
其次，因“机械设计基础”中的联接部分需要进行挤压强度、剪切强度、轴向拉伸与压缩强度计算或考虑弯曲变形和扭转变形部分的知识，所以需要“工程力学”的轴向拉伸、剪切与挤压、扭转变形和弯曲变形等知识作为铺垫。
再次，齿轮传动、轮系及带传动需要以受力分析、强度理论、机构自由度、平面连杆机构等知识为基础，所以应将这部分知识放到后面讲授。
最后，轴及轴承用到力系及平衡、扭转变形、弯曲变形、组合变形等知识，所以将这两部分知识安排到组合变形后面学习比较合理。在讲组合变形强度理论后就讲授轴的知识会收到较好的应用效果。
优化整合教学与传统教学效果比较（以我院机械制造与自动化专业为例）
机械设计基础总教学时数90学时，其中力学部分占20学时，机械设计占70学时。传统讲授顺序是先用20学时将力学内容全部先讲完，然后再花70学时从机械设计原理讲到机械零件设计。传统教学方式，在实施过程中经常会出现以下情况，即讲零件设计时用到的受力分析学生已经感觉很陌生，老师不得不又花时间将前面的知识点再请出复习一下。本来在这种教学方式下，教学时数就相对紧张。再经常花时间去温故知识点，这就让教学时数显得更加吃紧。这种现象导致的结果就是老师不停的赶进度，学生来不及消化就匆匆学习新章节。
如讲光滑接触面约束时，大概10分钟讲授，20分钟举例，讲这部分内容学生很容易理解和接受。但到后续机械设计课程中学习平面连杆机构传力特性时，要用到这部分知识，这距离上次这部分内容学习间隔至少一个月了。学生已经对光滑接触面约束力特点显得很陌生了。那么老师就得先花大概5分钟的时间去复习，然后用20分钟左右去讲压力角和传动角概念，接着再用30分钟时间去举例讲授或练习各种平面连杆机构压力角和传动角的分析。共用时85分钟。
经过优化组合后，光滑接触面约束刚讲完，就讲平面连杆机构的压力角和传动角概念，大概需用时间25分钟，然后就以平面连杆杆机构为例，练习光滑接触面约束力的方向分析、压力角和传动角分析，大概用时35分钟。这种方式共用时60分钟。
通过比较，优化整合教学可节约25分钟的教学时数。不仅如此，通过现学现用，学生做到了对知识点及时消化、吸收和应用。
这种优化整合式教学效果还可以从以下表格数据中得到启发（以2011级制造专业1班和2班为例）。
由上表不难看出，优化整合不仅在教学时间上显得宽裕，而且学生在课程堂上就能将学习内容消化吸收，及时应用，学习效果明显优于传统教学方式。
综上所述，“工程力学”和“机械设计基础”是紧密联系的两门课程，将各部分知识优化整合，不仅能节约教学时数，还能增强教学效果，为后续其他专业课程的教学奠定扎实的基础。
参考文献：
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[4]杨建波，王维，蒋平．中少学时工程力学教学及教改探索体会[J].教育教学论坛，2010（6）：25-27．
关键词：机械制造；工艺；机械设计；探讨
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.07.049
机械设计是机械制造工作开展的基础，尤其保证机械设计合理化，不仅有助于提高设计工作质量与效率，而且可提升机械产品性能，因此，如何做好机械设计工作的合理化受到业内人士的广泛关注。
1 机械制造工艺流程
机械制造工艺复杂，涉及的专业知识较多，只有严格按照相关的工艺流程，才能保证机械制造工作的顺利开展。当前机械制造工艺流程主要包括以下几点：
1.1 零件固定
将零件固定在机床或夹具上是机械制造的基础，操作期间需严格依据工序流程对零件进行牢固固定。其中夹具装夹式、直线找正式、划线找正式是应用率较高的零件装夹方式，实际工作中需根据零件制造结构及制造要求，确定最佳的装夹方式，为机械制造工作的开展做好铺垫。
1.2 零件定位
机械制造对零件的精度要求较高，因此，为满足制造精度要求，应对零件加以准确定位，即，在充分参考零件面、线、点、材质、尺寸等参数的基础上确定定位基准，详细掌握所用工具与制造零件位置间的关系。依据具体情况，基准由设计基准和工艺基准之分，尤其工艺基准最为常用，包括检测基准、装配基准、工序基准等。
1.3 零件加工
机械制造中精度是机械制造工艺的关键，只有确保制造精度，才能保证零件性能的充分发]。根据机械制造对精度的实际要求，可将精度分为位置精确度、大小精确度、外形精确度以及表面质量精确度。为满足不同的精度要求，采用的制造方法并不相同，如常使用轨迹法与成形法，保证机械零件外形精度；使用试切法和调整法，保证机械零件的尺寸精度。
另外，不同的机械产品使用的机械制造工艺流程存在较大差别，因此，应做好机械制造工艺流程的分析与总结，找到制造工艺的相同点与不同点，为机械设计工作的开展提供指导，保证机械设计工作的针对性，促进机械设计工作质量及效率的提高。
2 机械设计合理化实现策略
在明确机械制造工艺流程的基础上，为保证机械制造质量，应积极采取针对性策略，保证机械设计的合理化，具体可从以下内容入手：
2.1 注重设计的标准化
机械设计标准化有助于减少设计工作中不良现象的出现，提高机械设计质量，规范机械设计行业秩序，无论从整个行业还是对机械制造企业的长远发展具有积极的促进意义。因此，机械设计工作中，一方面，认真研究行业内相关规范标准，明确不同机械零件尺寸、型号、结构等参数的要求，确保机械设计的合规性。另一方面，设计单位应提高对机械设计工作的认识，在遵守规范标准的基础上，结合不同机械零件设计特点及规律，制定机械设计标准细则，督促设计人员严格依据规范及要求开展设计工作，保证每类机械设计均达到标准化要求。
2.2 保证零件设计精度
机械设计中只有保证设计精度，才能促进机械零件加工精度的提升，因此，机械设计工作中应积极采取真对性措施，确保设计精度要求。一方面，做好设计工作前的技术交底。开展机械设计工作前，尤其一些重要的机械零件，应组织相关负责人召开设计工作会议，明确设计零件的结构、尺寸等各项参数，尤其做好技术攻关工作，既要保证设计工作的顺利完成，又要利用现有设备能顺利的生产出来。另外，确定设计方案时还应注重制造过程中，设备磨损情况的考虑，即，不能给机械设备造成严重磨损，影响机械零件精度。另一方面，在综合分析机械零件各项设计要求的基础上，从经济、技术角度对设计方案进行充分的论证，以确定最佳的设计方案。同时，做好机械设计工作前的技术培训，要求各设计人员，明确设计工作的重点，不放过任何一个细节，以良好的责任心，切实负责的态度，对待设计工作。
2.3 提高零件表面质量
机械零件的表面质量往往给零件使用寿命、性能造成重要影响，因此，设计工作中注重零件表面质量的提高，考虑到刀具、切削条件等会给机械零件的生产质量造成影响，开展设计工作时应注重这两方面的考虑，一方面，设计的零件尽量使用尖锐、圆弧半径大的刀具进行加工，而且应保证使用的刀具具有较小的副偏角。另一方面，机械设计应注重加工作业中切削条件的考虑，即，对零件加工时的切削速度加以限制，尤其要求作业过程中避免屑瘤的出现，并严格控制进给量，并且还可要求使用切削液，以保证零件表面质量。
2.4 应用新的制造工艺
当前机械设计要求不断提高，尤其新的设计理念不断产生，为实现机械设计水平及质量的提升，机械设计工作中设计人员应结合机械设计发展趋势，设计过程中注重机械零件加工时新制造工艺的应用，一方面，更新传统设计理念，既要注重机械设计工作质量，又要注重运用新的设计理念、设计方法开展设计工作。例如，在设计工作中应注重环保理念的融入，减少机械零件工作中能源的消耗。另一方面，机械零件材质给其性能产生的影响较为明显，因此，机械设计工作中应充分了解零件的运行环境，设计中尤其注重使用新型材料，提高机械零件性能的同时，延长其使用寿命，为促进我国机械制造行业更好、更快的发展，做出应有贡献。
3 结论
机械制造工艺涉及较多专业内容，因此，为保证设计工作的合理化，不断提升机械设计水平，应注重机械制造工艺的分析与研究。本文通过研究得出以下结论：
（1）当前机械制造工艺流程较为复杂，其中零件固定、零件定位以及零件加工是整个工艺流程的关键，要求根据零件制造规范及设计要求，严把细节操作，保证零件精度，为其性能的发挥奠定基础。
（2）通过对机械制造工艺的深入研究，应提升机械设计的标准化，严把零件设计精度，积极采取措施提高零件表面质量，尤其为进一步提高零件性能，应注重新制造工艺的引进与应用，保证机械设计各项工作的合理化，不断促进我国机械制造业的蓬勃、健康发展。
参考文献：
[1]严冬青.机械制造工艺中的合理化机械设计探讨[J].中国高新技术企业，2016（30）：10-11.
【关键词】机械；本科大类招生；分类培养；途径与方法
一、机械本科专业实行大类招生、分类培养的意义
机械工业是国家经济建设、社会发展的支柱和基础产业， 与机械工业紧密相关的机械工程学科是高等教育的支柱和基础学科之一，从国民经济可持续发展的战略高度出发，机械类人才的培养在整个教育中占有极其重要的地位。
近年来，不少高校致力于探索机械类专业理论和实践教学内容体系的改革， 取得了一些成绩。我校机械本科大类招生、分类培养，是指确定机械设计制造及其自动化专业、过程装备与控制工程专业、材料成型、农业机械化及其自动化四个本科专业按机械大类招生，分专业方向毕业，本科，学制四年，前两年按机械工程学科中各专业培养规格的共同要求，开设公共基础课、数学基础课、机械大类基础课等20多门“核心课”；后两年为专业培养阶段，按照“立足市场需要，考虑个人志愿，组织综合平衡”的原则，分专业进行专业基础课和专业课的学习，并完成所选专业的毕业设计（论文）。
（一）我校机械本科专业发展方向分析
当前世界科技急速发展带来了科技高度分化而又高度交叉融合， 机械专业不但已同信息技术密不可分， 而且也已经同生物技术发生联系， 许多崭新的交叉领域不断出现。为适应可持续发展与知识经济的要求，我校机械专业的发展方向是要求学生除了在机械工程及微电子技术两方面具有坚实的理论基础和基本知识外， 还应在计算机、机械设计、控制的自动化、机电液气综合应用的生产系统、英语、企业管理等方面具有相应的知识和能力， 并对先进制造技术如CIMS、CAD/ CAM 一体化等有概括的了解。
（二）国内外同类专业人才培养计划分析
国外大学中与机械专业相近的专业主要有机械工程专业(Mechanical Engineering)， 一般为三年制。如英国的Cranfield 大学， 一年级的课程主要有数学、制图及设计与制造、计算机应用、材料、力学、热力学及热传递、流体力学、应变分析及结构、电子学、电路基本理论、电子技术、工程管理等。二年级的课程除进一步开设数学、流体力学、热力学及热传递和工程管理外，其它主要课程有计算机在工程中的应用、工程力学、应变分析及材料、结构学和设计等。三年级在继续开设设计课的同时只开一门流体热力学， 然后开始毕业设计。在学习的过程中，学生还可以根据需要或兴趣选修应用流体力学、数学模型、可靠性原理、实验学、材料工程以及根据学校自己的特点开设的各类型机械课程如气轮机等。国外其他大学的机械工程专业的课程设置尽管各有特点，但总的来说都是十分注重宽阔的基础课和专业基础课的学习，注重实验、实习等方面的动手能力的培养，开设管理方面的课程。
二、我校机械本科专业大类招生、分类培养的发展趋势
我校机械学科本科专业实行大类招生，分类培养的人才培养目标，其发展趋势主要体现在以下三个方面。
（一）加强基础， 拓宽专业面向
只为机械设计、制造、维护培养专门人才的传统目标显然已被打破。我校机械设计制造及其自动化本科专业首先应在课程设置上加强基础并拓宽专业的服务面向。这意味着学生在四年的学习中，其专业面向不仅要适应与机械学科密切相关的行业，也要适应机械学科的边缘或交叉行业，甚至跨行业的工作岗位。精、钻或特殊的专业知识应依靠继续教育。加强基础的内涵不仅包括机械学科的相关基础理论和专门知识，还应包括系统工程学科、人文社会学科和现代工具类知识。
（二）提高素质， 注重能力培养
提高素质、注重能力培养是当前高校对本科教育的普遍要求，我校机械学科本科专业人才培养目标应全面贯彻这一思想。其一，要充分重视机械学科以外的人文社会学科知识的传授和培养，重视学生的课外科技活动和社会实践活动。其二，在传授专业基础理论和基本技能的同时，必须努力在教学中挖掘提高业务素质的成份，挖掘知识创新的成分，对学生来说， 某一知识和具体技能，不用则忘，唯有素质的提高和创新意识的增强能享用终身。其三， 要创造一切有利条件，加强学生的工程综合实践，通过实验、实习、设计、制作、研究和各种调研活动，提高学生分析解决问题的能力和创新能力。
（三）以人为本， 强调个性发挥
人的个性特征、先天素质和从业意向是有很大差异的，以人为本，强调个性发挥，允许学生根据自己的实际情况选择发展方向是学校教学改革的重要内容。事实上， 对机械设计制造及其自动化专业毕业生而言，社会需求也是多种多样的。为此，要允许学生有实施多种选择的可能性。我校近几年所实施的机械学科本科专业人才培养计划，无论是自然科学基础、人文社会科学基础，还是专业技术基础和专业课，都留有相当的选择余地。此外，有部分学生毕业时还拿到了其他专业的辅修证书或第二学士学位证书。
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三、我校机械本科专业大类招生、分类培养的途径与方法
机械类人才培养应遵循下列原则：（1）德育渗透、全程育人，增强学科的德育渗透性；（2）加强基础、拓宽专业，增强学科的社会适应性；（3）压缩课时、强调自学，增强学科的教育载体性；（4）注重实践、突出工程、加强学科的工程系统性。根据这个原则，我校对机械本科专业大类招生、分类培养方案进行了有益的探索。
（一）设计知识模块的整体框架
根据“加强基础、拓宽专业、培养能力、提高素质”和培养“高素质专门人才”的办学理念，我校确定了4年总学时不超过2500、实践性教学环节不低于40 周的基本框架，规定总学时中：公共基础课组占40%；专业技术基础课组占30%；专业方向课组占10%；其余20% 为任选课组合，由学生根据自己的兴趣、特长、爱好和就业意向在全校跨专业、跨院系选课。在保证基础知识厚度的同时，还使专业课组按削减深度、拓展广度的原则进行整体改造。
（二）优化自然科学基础模块
在不超过总学时和模块控制比例的基础上，第一，强调数学和化学基础，新增“复变函数”、“积分变换”、“计算数学”、“大学化学”和“化学实验”；第二，加强力学基础，新增“热工学”、“流体力学”、“结构力学”和“有限元法基础及应用”等课程；第三，确立计算机及电子信息类课程的必选地位，增设了“机械电子学”、“微机原理及接口技术”、“CAD”、“CAM”、“数字化技术原理及方法”、“计算机软件工程”、“数控技术”等课程；第四，进一步强化了自动控制类课程，如“机械电气控制及自动化”、“机电液控制系统”、“气液传动与控制”、“机械控制工程基础”、“自动化制造系统”等；第五，在各门课程中，强调计算机应用如计算机辅助绘图和计算机辅助工艺设计等。
（三）改革专业课程体系
在新的专业课结构体系中设计7个专业方向课组合，我校学生学完公共及专业基础课程后，进入第七学期即可在7个方向课组中任选一组学习，每个方向课组约10 个学分(180 学时左右)。其中有：（1）现代机械设计理论及方法；（2）现代机械制造技术；（3）机电一体化；（4）制造信息化；（5）工业机器人；（6）石油机械技术；（7）农业机械化技术。这7个方向课组的背后都有较强的教学科研队伍和科研实习基地作为依托。
（四）整合实践教学环节
为了加强实践环节并增强其实际可操作性，我校对专业实践教学环节进行如下四个方面的调整：（1）将原机械原理、机械设计和机械制图课程中的实验取消，重新构建相对独立的“机械基础实验”课程。（2）将原机械原理、机械设计中的课程设计进行整合，构建综合性的“机械基础课程设计”。(3)新开出三个实践环节，即机械制造技术课程设计(CA PP)、微机原理及接口技术课程设计和数控加工综合实践。在数控加工环节，要求学生3～5人为1组，用1周时间针对一个零件在计算机上编制加工程序，然后通过网络将程序传送到数控加工中心加工成零件。（4）金工实习由6 周减至4 周。（5）开设工程综合实践环节。 参考文献
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【关键词】机械工业基础共性技术
一、机械工业基础共性技术研究的范围
机械行业的基础技术主要包括数字化设计及制造技术、大型铸锻焊结构件制造技术、智能化传感器技术、精确成型制造及超精密加工制造技术、重大工程中先进工程材料应用技术、关键基础件和关键零件的设计与制造技术、发动机的节能减排技术、安全性和可靠性技术、防腐蚀表面处理技术、自动化仪表及自动检测与控制技术等。从具体含义上，基础共性技术研究的范畴是电流电压等级和频率、电气信息结构文件编制和图形符号、机械振动与冲击、铸造、焊接、无损检测、金属与非金属覆盖层、锻压、热处理、螺纹、机器轴与附件、技术产品文件、筛网筛分和颗粒分检方法、机械安全、电工术语、产品尺寸和几何技术规范、激光修复技术、微机电技术、绿色制造等的总称，它是机械工业产品设计、制造、检验、包装、使用以及回收再利用等机械工业产品生命周期中的基础共性支撑技术，在机械工业中起着非常重要的关键作用。
二、基础共性技术在机械工业产品造型与设计中的作用
在机械工业产品的造型与设计中，设计工程师要根据产品的性能与功能要求、使用环境、材料性质等条件，正确选择铸造、焊接、涂层、锻压、热处理；正确选用与产品相关功能要求的零部件；还要在造型与设计制图时，合理正确选用尺寸公差、形位公差、表面粗糙度以及图形符号、图样画法与尺寸标注，来满足机械工业产品造型与设计的要求。可以看出，基础共性技术在机械设计中起到了非常大的作用。
三、基础共性技术在产品制造中的作用
在机械工业产品的制造中，制造工程师要根据产品的设计要求，合理的采用相关产品的制造工艺方法，选用既能满足制造要求，又能满足经济要求的刀具、卡具等；还要将工艺参数与影响制造功能的产品设计属性联系起来，采用先进的机加工工艺仿真、制造数据以及制造规划、統计工艺模型等。所以说，基础共性技术在机械工业产品的制造中发挥了更大的作用。
四、基础共性技术在高新技术应用中的作用
由于高新技术的不断发展，机械工业的基础共性技术也得到了快速进步，基础共性技术在CAD、CAM、CAPP、CAQ等的开发与应用中起到了巨大的作用。如在机械工业的产品设计中提高设计速度和质量；在机械工业产品的制造中提高制造工艺减少废品，节约成本等。因此，基础共性技术在机械产品全生命周期中起到了积极作用。
五、基础共性技术在绿色制造中的作用
绿色制造是现代制造业的可持续发展模式，其目标是使得产品从设计、制造、包装、运输、使用到循环再利用或报废处理的整个生命周期中，资源消耗极少、生态环境负面影响极小、人体健康与安全危害极小，并最终实现企业经济效益和社会效益的持续协调优化。基础共性技术的范围是机械工业产品的设计、制造、检验、包装、使用以及回收再利用等机械工业产品生命周期中的共性支撑技术。基础共性技术在绿色制造中的应用，将对绿色制造的发展起到很大的推动作用。
关键词：机械设计基础；课程建设；实践
一、引言
机械设计基础一大任务即为培养学生自主分析及解决工程实际问题的能力。因而在机械设计基础课程教学过程中，一方面应要求学生掌握基本的理论知识，一方面更应注重对学生动手设计能力及创新思维的培养。机械设计基础作为机械类、近机类相关专业必修的专业基础课，该课程的建设是专业建设中至关重要的一环。由此可见，对机械设计基础课程建设的实践与探索开展研究，有着十分重要的现实意义。
二、机械设计基础课程建设中存在的主要问题
1．设计题目大同小异课程设计对象大多以减速器为主，各届学生均被要求开展减速器设计，除去参数存在一定差异外，其他工作原理、设计步骤则大都如出一辙。长此以往，新鲜感必然会不断丧失，一方面使得教师产生一定的疲倦感，一方面使得教师在教学上缺乏创新，进而对学生创造性思维培养造成负面影响。除此之外，因设计题目大同小异，多个学生面对同一项目，进而引发严重的抄袭现象。2．学生自主设计能力不足在设计期间，学生仅需依据教材相关要求开展操作即可，教材中对各项设计步骤均有明确介绍。如此一来，极易使得学生产生固定思维，设计内容缺乏创新，操作趋向于模式化。学生个性化特性未能得到有效凸显，学生特长难以得到有效发挥，进而对学生创造能力发展造成极大制约。除此之外，因设计时间有限，教师教学任务繁重，为了完成课程，教师面对学生的求助往往是有问必答。长此以往，必然会对学生独立思考能力培养造成不利影响。3．学生对课程设计缺乏有效认识一些学生片面认为机械设计基础只不过是一门考察课程，只是对各项专业知识开展串联，学习意义不大。为了完成教师布置的设计项目，东拼西凑、上网抄袭，学习态度不端正，缺乏对课程设计的有效认识。
三、机械设计基础课程建设的实践与探索
高校在时展新形势下，要紧跟社会发展脚步，不断开展改革创新，在先进教学理念、成功发展经验的支持下，逐步推进机械设计基础课程建设的实践与探索。如何进一步促进机械设计基础课程建设有序开展，可以将下述内容作为切入点：1．构建课程新体系，优化课程内容首先，高校应结合结合机械设计基础课程特征，对该课程教学改革思路予以有效明确，即为革新教育教学思想观念，紧紧围绕技术人才培养目标，推进课程体系优化调整，构建机械设计基础课程全新教学体系；注重对学生工程实践能力、设计创新能力及综合设计能力的培养，构建集课程教学、设计训练、实验教学等于一体的教学体系。基于此，通过对机械设计基础课程的学习，使学生切实掌握机械设计的基本知识、基本理论及基本技能能力，提高学生的机械设计能力，并为后续专业课程学习奠定良好基础。2．优化教学方法优化教学方法是提高机械设计基础课程教学质量的重要一环。首先，应转变教学观念，提高对以学生为中心教育思想的有效认识，在教学过程中真正意义上做到以学生为主体、以教师主导，尽可能调动起学生学习主观能动性。在教学期间，推进基础理论与设计实践、生产实际的有机相融，结合技术人才培养需求，有序引入前沿技术、前沿成果，拓宽学生设计视野。在教学期间，结合机械设计基础课程不同章节实际特征，可逐一引入小组讨论式教学、项目任务教学、工程案例教学等教学方式。与此同时，还可运用工学结合教学、课外竞赛激励等教学方法，以调动起学习主观能动性，并推动学生自主学习能力的有效发展。3．强化实践教学活动创新机械设计基础课程实践教学环节由实验教学、课程设计、设计训练等内容组成。在实验教学过程中，应当注重对学生动手操作能力的培养，借助机械设计基础实验室、机械零件陈列室等教学环境，依托课内外有效结合的教学体系及分项目、分模块的实验教学内容，有效培养学生理论结合实际的动手操作能力、问题分析解决能力，促进收获良好的教学成效。在课程设计教学过程中，应对课程设计内容予以有效深化，提高设计题目的多样性。依托设计主线，既涵盖传动装置设计的传统题目，有引入生产实践中最新开发的新题目；对制作完毕设计图纸，既可通过手工绘图方式完成，又可通过计算机辅助绘图方式完成，经由一些设计实践，提高学生设计实践能力，培养学生创新能力、问题分析解决能力。在设计训练过程中，为了推进基础理论与设计实践的有效相融，可引导学生开展“轴系零件”测绘、上机开展计算机辅助设计等设计训练，进而提高学生计算机辅助设计能力、机械结构设计能力，为接下来的专业课程学习奠定坚实基础。
四、结束语
总而言之，要想收获良好的机械设计基础教学成效，培养学生动手实践能力，就要不断推进课程设计模型改革，并科学设置课程设计实践，逐步调动起学生对课程设计的主观能动性，培养学生动手、动脑能力。鉴于此，相关人员务必要不断钻研研究、总结经验，清楚认识机械设计基础课程建设内涵，全面分析机械设计基础课程建设中存在的主要问题，“构建课程新体系，优化课程内容”、“优化教学方法”、“强化实践教学活动创新”等，积极促进机械设计基础课程建设有序开展。
参考文献：
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科技的进步使得人们对机械设计也提出了更高的要求。本文主要对当前机械设计中的相关理论进行系统分析，阐述机械设计的方法和过程，并对现代机械设计的创新方法进行了详细研究，同时论述了机械的创新设计步骤。
关键词:
现代机械设计;创新方法;研究
在科技高速发展的今天，人们的思维方式也产生了很大变化，机械设计人员除了要准确掌握机械设计原理以外，还要在思维方式上有所拓展。要求机械设计人员创新理念，在结构设计上与产品的相关功能进行紧密联系，将设计手段与计算机辅助设计进行有效融合，只有这样才能够设计出令受众满意的机械产品。
1现代机械设计
与传统机械设计相比，现代机械设计更加注重计算机化、动态化和科学化。现代机械设计理论是在机械设计理论学科基础上形成的，它包括了信息、控制、优化等内容，而对于相对比较复杂的产品而言，现代机械设计的优势也体现得更加明显。现代机械设计是在传统机械设计的基础上形成的，但它又在传统机械设计的基础上进行了极大创新，进而形成了一个完美且科学合理的机械产品设计。这不仅需要传统机械设计的相关经验，而且还需要在现代机械设计中引入先进的设计方法。
2机械设计方法及过程
具体机械设计步骤如图1所示。项目设计的前期工作主要包含对地区的实地调研，并对其进行可行性研究，制定可行性的计划和方案。方案设计主要包括:对功能的总体分析、对系统原理进行解释，确定最佳方案。技术设计包括:技术的总体设计、实验环节设计以及选型设计等。施工设计主要包括:零件画图、编写相关的技术文件、生产，等等。在机械设计中，每一个环节都要充分发挥人的主观能动性，利用科学技术手段来对机械设计进行不断创新。
3设计方法创新
创新设计是机械设计领域中对专业知识和设计经验的一个综合，在设计过程中能够真正体现出机械产品的真实价值，所设计的产品一般都是由人的主观能动性和创造性思维共同促成，这也是形成新思维模式的一种方法。对机械设计进行创新时，首先要充分发挥人的主观意识和想象力，能够在机械设计的过程中，运用现代化的机械设计方法来对产品进行创新设计，其设计模式也要选择现代化的科学思维方式来对设计理念进行分析，并且要求运用现代化的科学方法和工具来保证设计过程的完整性。在实际的机械设计过程中还要保证设计的创造性，尤其在对新产品进行设计时，要凸显创新意识。现代机械设计的创新主要包括两方面的内容:第一，通过创新使已经成型的产品更加具有技术性和可靠性。第二，从其他方面挖掘创新设计点，通过创新设计出机械产品来满足人们日益增长的生产生活需求。这两方面的创新与创新思维模式紧密联系在一起，而且与科学技术手段和设计工具也存在紧密联系。
3.1机械创新设计步骤
A.重点研究机械产品的工作原理及其本质。B.重点对机械生产产品的性能和结构进行分析，并对其类型进行综合考量。C.对机械产品的尺度以及参数进行优化选择。D.对机械产品进行最终的综合分析和协调。机械长效设计步骤的具体内容如图2所示。
3.2机械创新设计分类
3.2.1变形设计
这一设计手段主要是在原机械产品的基础上进行系列化、标准化的设计，以此来进一步满足使用者的实际需求，除此之外，还要对产品的功能、原理以及结构进行系统性分析，同时还可以进行跨系列产品的设计，这也是产品动力提升的主要手段。
3.2.2可靠性设计
这一设计也是当前机械设计中工程师们追求的主要目标。可靠性是衡量产品质量的重要指标。一般来说，可靠性设计与常规设计基本上都可以实现对应，常规的设计手段是凭借着多年的经验来进行设计，而可靠性设计则是在常规设计的基础上进行了延伸，更加系统地明确了科学分析与设计变量之间的关系。机械的可靠性设计融合了当前各个学科的知识点，并且将常规设计中的变量直接转变为随机变量，以分布规律为基准，运用相关的统计方法来对机械产品进行设计，从而满足可靠性的要求。
3.2.3并行设计
一般传统的机械设计采用的是串行设计方法，这种方法存在一个较大的弊端，即:生产周期相对较长且成本非常高。并行设计是一种系统化的设计方法，它也是以计算机为基础，这种设计手段打破了传统意义上的系统内部结构，创建了相互促进、相互协调的设计模式，很好地实现了机械设计制造的一体化发展。在机械设计制造的过程中，设计人员还充分考虑了机械设计质量、周期以及成本等因素，由此可见，并行设计是一种集成性极强的设计方法。
3.2.4反求设计
反求设计方法是目前多数国家发展科学技术和研究新产品的主要设计方法。目前反求设计需要解决的问题主要包括:A.三维重构方法，提高设计进度，减小误差区间。B.结合人工智能形成一套科学的设计还原技术，进而完成对原有设计的反求。C.重点研究适合反求设计的机械产品模型技术，并将相关的配套产品进行模型建立，以方便原始参数的反求还原要求。
4结语
本文针对当前现代化的机械设计理论进行了系统分析，对机械设计中的相关设计方法进行重点讨论，并对现代机械设计中的创新点进行了系统研究。通过研究发现，现代机械设计要比传统意义上的机械设计优势更为明显，这一优势主要体现在系统的结构重组以及实现过程上。现代机械设计与科学技术手段的结合也使机械设计的创新提升到了另一个高度。创新是以人的主观能动性为基础，而机械设计人员要想以创新思维来对产品需求进行分析和设计时，须保证对现代机械设计工具熟练掌握，只有这样才能够设计出满足人们实际需求的机械产品。
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P键词：机械设计基础；教学改革；大作业
基金项目：攀枝花学院教育教学研究和改革青年项目（JJ1364）
攀枝花学院教育教学研究和改革青年项目（JJ1409）
《机械设计基础》课程是高等学校机械类专业开设的一门专业基础课，其包括了机械原理和机械设计两大部分，研究的是机械的基本理论问题和机械零件的设计与计算。《机械设计基础》课程在课程教学设置中起承上启下的作用，是学生在学完《高数》、《工程力学》、《机械制图》等课程后进入专业课程学习前必须学习的一门课程。学好《机械设计基础》课程对学生学好后续的专业课程起着重要作用[1]。
1 《机械设计基础》课程教学过程中增加大作业环节的必要性
《机械设计基础》课程的实践性和综合性都极强，传统的《机械设计基础》课程教学已很难满足现在的教学要求，学生很难理解并掌握所学的《机械设计基础》课程要求及知识内容，因此在教学过程中增加大作业环节，使学生边学边设计计算，学的过程中理论联系实际，学生既能充分掌握理解理论知识，又能提高实践能力、动手能力，并为后续的课程设计、毕业设计做准备，有助于提高学生参加学科竞赛、创新实验的积极性及参与过程的能动性。
2 《机械设计基础》课程大作业的设置方案
2.1 方案设计思想
《机械设计基础》课程分为机械原理和机械设计两大部分，故分别在机械原理与机械设计部分设置2-3个大作业，以分组的形式进行，最后以小组考核结论为每个成员的考核成绩[1]，也可根据具体情况，每个学生设置不同的题目。在大作业设计过程中，可根据学院专业特色，大作业题目与专业特色相结合，与学生专业相结合，使知识系统化，并提高学生学习兴趣。大作业题目也可根据学生情况，在难易程度上分层布置。具体大作业设置如下。
2.2 机械原理大作业设置
《机械设计基础》的前半部分是机械原理部分，其内容主要包括了机构的结构分析、平面机构的运动分析、平面机构的力分析、连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等。该部分内容比较抽象，学生如果只是通过单纯的听课、作业，不能很好的理解各种机构的工作原理并与实际应用结合[1]。因此分别在连杆机构及其设计和凸轮机构及其设计章节设置大作业环节。
连杆机构的应用十分广泛，在工程机械、农业机械及汽车工业中都有广泛应用，如起重机、转向机构、车门开闭系统等都有连杆机构的应用。因此选择连杆机构设计为《机械设计基础》课程的第一个大作业题目。学生通过对题目的分析，按照课堂所学理论知识，首先对平面机构的运动进行分析，然后建立包含各尺度参数和运动变量在内的解析式，最后根据已知的运动变量求机构的尺度参数[2]。
凸轮机构广泛应用于自动化和自动控制装置中，常见的凸轮机构应用如内燃机配气机构、自动机床进给机构等。因此选择凸轮机构设计为《机械设计基础》课程的第二个大作业题目。学生根据大作业题目，首先根据工作要求、结构条件选定凸轮结构的形式、基本尺寸、转向及推杆的运动规律后，就可根据凸轮设计方法对凸轮轮廓曲线进行设计[2]。
2.3 机械设计大作业设置
在《机械设计基础》课程的后半部分为机械设计部分，其主要讲述通用零件的工作原理和设计过程，其内容主要包括了机械零件的工作能力和计算准则、螺纹联接、轴承、轴等。这部分内容庞杂，各章节似乎独成体系，互不关联。传统的在课堂上进行陈述性的知识学习的教学方法，学生在学习过程中，学习没有系统性，对于零件的设计知识，只有大致的了解，知识掌握并不深入[1]。因此，在机械设计部分布置2-3个大作业题目。
机械设计部分主要是零件的设计，大作业题目可结合专业实验室进行实验设备装置的改进与设计，传统学生做实验时，只是按照实验步骤进行，很多学生对实验目的不明确，学生在做实验时，鼓励学生多思考，不按部就班的按实验步骤做实验，可对实验设备装置进行改进与设计，如此既使学生对实验内容、目的等理解透彻，同时提高学生的实验能力。大作业题目也可设计小型的机械，设计小型机械或结合专业实验室实验设备装置的改进与设计都可运用项目式教学法，利用师生创新项目等实践环节，强化学生动手能力，将有利于提高学生的工程实践能力，提高教学质量，形成地方高校教育特色[3]。如学生参与的机械创兴大赛，相应的设计就可融合到大作业中，学生很好的把实际与课堂理论联系在了一起，即可以鼓励学生多参与创新项目，又提高学生的学习能动性；同时指导学生参与教师科研项目，大作业题目与项目内容契合，通过科研项目逐步提高学生机械设计的能力，学生在学习的同时提高自己的科研能力。
2.4 引入三维设计方法
为补充课堂教学，并联系实际提高学生的设计能力，在大作业过程中，鼓励学生借助计算机设计，引入三维设计方法补充课堂教学。要求学生在完成参数选择、计算校核的基础上，根据计算机绘制出装配图和主要零件的零件图，同时要求学生应用Pro-E、UG等三维设计软件，进行三维实体建模，强化学生的三维设计能力，开拓学生就业渠道[3]。
3 结论
通过在《机械设计基础》教学过程中增加大作业的环节，使学生进一步加深对《机械设计基础》中的机构原理及设计、零部件设计方法等理论知识的理解，显著提高学生的设计水平，提高学生的学习积极性，学生的实践能力及其学生的科研能力，为学生增强就业竞争力打下基础[3]。
参考文献
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1课程设计
1.1开设课程及其分类
安徽科技学院的机械设计专业除开设大学英语、物理、化学、思想与邓小平理论、体育等公共课外，还开设了工程图学、工程力学、工程材料学、机械原理、机械设计、电工电子技术、机械制造基础、机电一体化技术、微机原理与接口技术、机电控制系统和金属切削机床等专业课。
从大学生就业角度，专业课可分为如下几个方向：一是机械设计类，包括工程图学、工程力学、机械原理、机械设计；二是机械制造类，包括工程材料学、金属切削机床、机械制造基础；三是电工类，包括电工电子技术、机电一体化技术；四是电子类，包括微机原理与接口技术、机电控制系统。
1.2各课程的地位与作用
1.2.1机械设计类课程。一是工程图学。工程图学是一门以图形为研究对象，用图形来表达设计思维的学科。在工程技术界中由于“形”信息的重要性，工程技术人员均把工程图学作为其基本素质及基本技能之一来看待。如一位工作了多年的大学毕业生所说的：在工厂企业中如果不懂“图”，就等于人没有了空气和水。二是工程力学。工程力学主要研究物体机械运动和杆件弹性变形的一般规律。通过该课程的学习，可以为后续专业课程的学习和解决工程实际问题提供基本理论和方法，也可直接用于工程实际。三是机械原理与机械设计。机械原理与机械设计是机械设计方向的核心技术课程。
1.2.2机械制造类课程。一是工程材料学。工程材料学的任务是从机械工程的应用角度出发，阐明机械工程材料的基本理论，了解材料的成分、加工工艺、组织、结构与性能之间的关系，介绍常用机械工程材料及其应用等基本知识。工程材料课程的教学目的是使学生具备根据机械零件使用条件和性能要求，对结构零件进行合理选材及制定零件工艺路线的初步能力。二是金属切削机床。金属切削机床概论课程是主要讲授机床结构、性能、传动、调整和使用的基本知识。学生学完本课程后，应能够根据工艺要求并结合工厂具体情况，合理地确定机床的类型和规格；能分析机床常见故障，确定机床影响加工质量的主要因素。三是机械制造基础。机械制造基础主要研究机械零件的制造方法，即研究零件从选择材料、毛坯制造、一直加工至成品的综合性课程。使学生了解和掌握常用机械工程材料的性质和机械零件加工工艺的基础知识，为学习其他相关课程，并为以后从事涉及机械设计和加工制造方面的工作奠定必要的加工工艺基础。
1.2.3电工和电子类课程。该课程的任务是：使非电类学生掌握必备的电工电子技术与技能，具备解决涉及电工电子技术实际问题的能力，增强学生适应职业变化的能力，为学生职业生涯的发展奠定基础。
2学生就业指导
大学生已深刻认识到就业的严峻性，因此有一部分学生利用大量的时间进入企业实习，希望得到锻炼，从而为就业提前做好准备。笔者认为，这是舍本逐末的做法。大学阶段是学生学习专业知识的黄金阶段，而获取实践经验是其工作后的任务。大学阶段，是学生全身心投入学习的大好时机，失不再来。在大学毕业走向社会后，再不会有充足的时间系统地学习专业知识。因此，做好学生就业指导工作非常重要。
2.1主要就业方向及本科阶段学习计划
机械设计专业的本科生主要的就业方向为机械设计类或机械制造类。机械设计方向需要熟练掌握画法几何、工程制图、电脑辅助设计软件、机械原理、机械设计、工程力学课程。机械制造方向需要熟练掌握工程材料学、机械加工、机床等知识。
2.2拓展就业面
机械设计专业学生，如果对电工电子类工作比较感兴趣，也可以选择涉及电工电子的机械类行业，但一般不宜选择以电工电子为主的行业，毕竟机械类学生开设的电工电子类课程较少，且主要以理解为主。本科生应该按照自己的兴趣和就业期望，把主要精力用于该方向专业课的学习，以系统熟练掌握该方向的专业基础知识和专业技术知识[3-4]。
3参考文献
[1] 韩继英，胡芬芬，张涛.农林高校专业课程教材建设问题探讨[J].安徽农业科学，2011（13）：8180-8181.
[2] 赵艳霞.加强课堂教学提高学生素质[J].内蒙古农业科技，2004（S2）：225.
（浙江工业大学职业教育与技术学院浙江杭州3 1 0023）
摘要：机械工程及自动化（师范）专业的人才培养有别于机械工程及自动化专业的人才培养，机械制造技术模块在该专业的人才培养中起着举足轻重的作用。机械制造技术模块由多门理论课程和多个实践教学环节所组成，应正确处理好理论教学与实践教学之间的关系，使它们相互支撑、互为促进，形成一个有机的整体，才能保证机械制造技术模块的教学质量和教学效果。
关键词 ：机械工程及自动化（师范）专业；机械制造技术模块；教学方法；教学改革
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727( 2014) 02-0152-03
机械工程及自动化（师范）专业（简称机械师范专业）以培养中等机械职业学校教师为目标，所培养出来的学生除应具有机械工程及自动化专业所需的专业知识和能力外，还应具备理论课程教学和实践课程教学的能力。机械师范专业的知识和能力培养体系可分为五大模块：素质教育模块、机械设计模块、机械制造技术模块、机电检测与控制技术模块和教育学模块。由于中等机械职业学校人才培养目标是机械类操作型、技能型人才，所培养的毕业生主要从事机械加工、设备维护与维修等技能性工作，机械制造过程中的机械加工（包括冷、热加工）要求岗位从业人员具备较好的理论基础和操作技能。这样一来，对中等职业学校教师的专业知识和能力就提出了特殊要求，要求在五大知识和技能模块中对机械制造技术模块应有所侧重．所以．机械制造技术模块在机械师范人才培养中有着举足轻重的作用，必须十分重视这一模块。但目前机械师范专业人才的培养基本采用机械工程及自动化专业的培养模式，无非是多加了几门教育学课程和教学实践项目，机械加工操作技能培养没有得到应有的重视．另外，机械制造技术模块是一门实践性非常强的知识体系，没有足够的实践知识，很难在理论学习时达到完全理解和掌握，这已成为机械制造技术模块课程任课教师及机械专业学生的共识。虽然机械制造技术模块里也安排了金工实习、生产实习，但其质量和效果尚未得到有效保证。具体表现为理论教学时学生显得实践知识不够，不容易理解：实习时又觉得没有较好的理论指导，不知所以然。为此，我们对机械师范专业的机械制造技术模块课程进行系统改革，提出了金工实习、生产实习和理论教学的综合改革措施。
金工实习教学方式改革
金工实习改革的总体思路是：改变过去金工实习中单纯而枯燥的操作技能训练，做到操作训练与机械制造工艺知识的初步认识有机结合：改变过去金工实习仅仅是对机械加工的初步认识和对机械加工操作技能的初步掌握的较低要求，而是通过初级金工实习——理论学习——高级金工实习的三个教学环节，特别是高级金工实习环节，既可验证和巩固学生对机械制造技术模块知识的掌握，又可使学生获得较高的操作技能，从而实现机械加工工艺知识掌握和操作技能提高双丰收，也避免了只懂理论而不会操作或会操作而不懂工艺的现象出现。因此，机械师范专业的金工实习应做如下具体改革。
将金工实习分为两个阶段：第一阶段时间为3周，主要是传统的车工、铣工、刨工、磨工、铸工、锻工和焊工等实习，安排在第一学年进行，放在“工程材料及热处理”及“机械制造基础”课程之前。通过金工实习使学生初步认识机械加工，初步掌握机械加工操作技能，为后续机械专业课的学习，特别是“机械制造基础”、“机械制造工艺学”等课程的学习提供认识和实践支撑。为此，理论课教师可以根据以往在“机械制造基础”、“机械制造工艺学”等课程教学过程中的体会，对现行的金工实习提出配合理论教学的要求。特别是对“机械制造工艺学”课程的教学，需要金工实习的有力帮助。例如，金工实习训练应帮助学生了解工件的三种装夹方式，即直接找正法、画线找正法和夹具装夹法：通过金工实习训练，使学生对车刀的具体结构及五个几何角度的概念、作用及合理选择有初步的了解。
第二阶段时间为3周，安排在第三学年学完机械制造技术模块理论课程之后。任务是对车、铣、刨、磨、钳工种的操作技能进一步提高和强化，验证工艺设计的正确性。方法是：第一周先对第一阶段进行复习，第二周开始根据所学知识，结合指导教师给出的具体要求，让学生自己设计出机械加工工艺规程，交指导教师检查认可后加工出实际零件．通过实际零件加工和检验，验证工艺的正确性和操作的正确性。安排这一阶段的目的是：一方面，检验和巩固学生所学工艺理论知识的掌握程度：另一方面，提高学生的操作技能，而且是高级操作技能。
理论课程教学方式改革
机械制造技术模块理论课程主要有“工程材料及热处理”、“机械制造基础”和“机械制造工艺学”。有些学校将“工程材料及热处理”、“机械制造基础”合为“机械制造基础”。目前，笔者所在学院机械师范专业仍然将“工程材料及热处理”、“机械制造基础”分成两门课来组织教学。“工程材料及热处理”的内容特点是以叙述为主，所以仍以传统教学方法为主。由于“机械制造基础”的内容均与实际操作紧密相联，传统教学方法很难取得较好的教学效果，为此专门购买了中央农业广播电视学校录制出版的“机械制造基础”课程声像光盘，光盘中的某些教学内容是现场录制或专门制作的CAI课件，内容很生动，讲解也很清楚。
机械制造技术模块理论课程改革的重点是“机械制造工艺学”课程。“机械制造工艺学”课程实践性非常强，给学生的感觉是抽象、难以理解。虽然机械制造模块里也安排了金工实习、生产实习等实践环节，但其质量和效果尚未得到足够的保证，使得理论教学非常困难，效果大打折扣。总体印象是理论教学时学生实践知识不够，听得云里雾里：实习时又觉得没有理论支持、不知所以然。理论与实践结合的紧密性和针对性不够，做不到互为支撑、互为促进。另外，根据认知理论，智力技能的获得必须通过“做”来实现。所以，学生要真正掌握机械加工工艺的设计能力，必须通过诸如课程设计等实践环节来保证。为此，我们对“机械制造工艺学”课程的理论教学提出如下几项改革措施。
金工实习为理论教学提供认识支撑改变过去金工实习中单纯而枯燥的操作技能训练，将实习中的操作训练与机械制造工艺知识掌握结合起来，使金工实习为“机械制造工艺学”课程的学习提供一定的感性认识基础。
生产实习与理论教学合一，实施现场教学、理实一体化教学生产实习不单独设立环节，与理论教学合为理实一体化教学，可由主讲教师负责统一实施。其目的是使生产实习更具目的性、针对性、指导性。生产实习为理论学习服务，理论学习指导生产实习，这既有助于理论知识的理解和掌握，也有助于提高生产实习的有效性和目的性．根据学生实践经验少而课程实践性强的特点，采用理论教学与现场教学并行的方式进行。课程中理论性强的部分在课堂上讲．实践性强的内容放在现场教学中讲。根据教学内容和教学进程，实施理论教学与现场教学穿插进行。具体各阶段的划分和要求如下：(1)第一阶段是机械制造过程认识实习，以现场教学为主。先粗略介绍机械产品的生产过程和机械加工工艺过程的基本概念，然后带领学生参观机械制造工厂，了解生产的整个过程、工艺过程和各种加工方法，感受企业生产气氛和企业文化。(2)第二阶段是机械制造工艺规程制定，以理论教学为主。在实习基础上总结概述生产过程、工艺过程的基本概念，然后学习机械加工工艺规程的制定。(3)第三阶段为机床夹具设计，以现场教学为主。现场介绍各类工件的装夹、各类夹的结构，然后回到课堂介绍定位原理、定位误差计算及机床夹具的设计过程、设计准则等理论知识。
以课程设计为载体，实施“教学做”一体化．确保培养学生的能力认知科学认为，智力技能的学习一般分为三个阶段：第一阶段，信息进入，与学生头脑中被激活的相关知识建立联系，从而出现新的意义构建：第二阶段，通过应用规则的变式练习，使规则的陈述性知识向程序性知识转化：第三阶段，程序性知识发展到高级阶段，规则完全支配人的行为，智力技能达到相对自动化。所以，机械加工工艺规程的制定、夹具的设计等知识的巩固和能力培养必须通过“做”来实现，如通过诸如课程设计等实践环节，使规则的陈述性知识向程序性知识转化．学生学完了工艺规程制定和夹具设计等理论教学内容后就可以安排课程设计。课程设计的题目可以来自于工厂实际，以便学生所设计的结果与企业实际进行比较，以验证学生设计的正确性或与实际应用的距离：也可以采用教师自拟的典型零件为实例，学生完成其工艺规程或夹具的设计，但必须通过金工实习后一阶段的实习，加工出实际零件或夹具，以验证设计的有效性和差距。
提高“机械制造工艺学”课重点和难点内容的教学效果“机械制造工艺学”中有许多概念，学生由于缺乏实践基础，初学时很难理解透彻和掌握。这些较难理解的概念有机械加工工序．调整法加工、工件装夹、基准、定位误差、误差复映等。教师首先应自己理解透彻，同时尽可能采用有效的方法帮助学生理解这些概念。例如，介绍机械加工工序时，就可以用包饺子的过程来类比：讲解调整法加工时，可以借用砂轮切割机切割多段等长线材或角钢为例，学生就感觉很直观，也很容易理解。
讲好“典型零件加工工艺”“典型零件加工工艺”是对前述机械加工工艺理论的综合运用，在“机械制造工艺学”课程学习中具有举足轻重的作用。另外，这一章介绍的是典型零件的加工，其加工工艺具有一定的普遍性和规律性。学好了典型零件的加工工艺，对一般零件的加工就有了借鉴的例子，甚至有了模板。所以，教师应讲好这一章内容，学生应学好这一章内容。典型零件主要指轴类零件、套类零件、箱体类零件和齿轮类零件。目前，教材介绍的几种典型零件的加工工艺过程都是用静态文字以表格的形式呈现，不直观、不生动，调动不起学生的学习兴趣，教学效果不佳。为此，我们采用实际加工过程录像或CAI课件，以“动”的形式加以呈现，再加以旁白，教学效果良好。
在传统的机械类专业课程设置中,主干课程一般分为技术基础课程和专业方向课程。技术基础课程如工程力学、机械制图、公差与配合、机械工程材料、机械原理、机械设计、机械CAD等,这些课程组成为以机械设计课程为中心的机械类专业技术基础课程群,简称机械设计课程群[1]。传统的机械设计课程群的内容追求的是学科体系的完整性、学科间相对的独立性,结果出现了内容交叉及知识点衔接不紧密问题。对于课程的知识的要求,老师在对落后知识点的处理上,大多数只是蜻蜓点水般简单介绍,致使学生觉得内容繁杂及思路不清、理解不透彻,学习的效果差。在本专业课程教学的过程当中,仍存在着“重局部、轻综合,重理论、轻实践”的种种现象。机械设计课程是一门机械零构件设计、强度和刚度设计的综合性学科,和机械制图以及公差与配合等的课程联系非常紧密。受传统课程框架的制约以及授课学时的限制,课程改革只能是局部的,常常造成机械设计的实训环节内容单一,涉及的交叉课程综合运用问题也暴露无遗,尤其是在与精度设计内容相关的知识运用等方面,学生总是一味地照搬照抄,缺乏的是独立思考及解决问题的能力,在机械设计过程中,几乎看不到机器协调性很高的精度设计思想及工程设计中的创新,同时也达不到预定设计的要求,也说不上利用计算机软硬件提高设计效率。有些教材甚至还存在以下问题:某些技术概念陈旧,使用的教学实例已不符合现在技术要求,技术标准不是国家最新标准,烦琐的理论公式推导占用较大篇幅,课程设计部分选题脱离实际,等等。
以上问题已严重影响教学质量,致使学生缺乏创新能力和解决实际工程问题的能力,这与卓越工程师的培养目标根本不适应。东莞理工学院机械设计制造及其自动化专业,是国家教育部批准的高校“卓越计划”第一批试点专业之一。近年来,在机械设计专业“3+1”人才培养模式中,通过与企业的研讨沟通,不断完善人才培养方案,迫切需要以工程应用能力为主线的课程整合、教学课程体系的重构[4]。卓越工程师的培养目标下的新型机械设计课程群的建设与改革将势在必行!许多应用型工科院校课程群的建设仍处在初始阶段,课程群建设的概念和内容以及方法及体系的构建没有统一标准,在一定的程度上影响课程群的建设质量。因而对于课程群的建设与改革将是长期而复杂的过程,需要我们不断地努力探索与奋斗!
一、机械设计课程群的建设与改革指导思想
在“重基础、宽口径、强实践、擅应用”的指导方针下,基于卓越工程师的培养目标,围绕着“一个中心、三个基本能力”进行机械设计的课程群建设和改革。在编写课程群网络课程时,打破课程内容的归属性,弱化了课程个性的概念,强化发课程内容间的融合、交叉和关联,树立了大课程的观念,从能力培养的目标层次上来掌握课程内容的分配与实施,进一步地优化专业结构和布局,对专业的建设进行科学与准确的定位。
在编写课程群网络课程时,还应当采用基于学习产出的教育模式(Outcomes-Based Education,缩写为OBE)进行课程体系设计。围着机械设计专业预期“学习产出”,反向设计各门课程,确定各门课程对于实现预期“学习产出”的贡献和程度,突出实现卓越工程师的能力培养。
二、机设课程群的建设内容
(一)修订培养计划和教学大纲,完善机械设计课程群体系
2013年,机械设计课程群的主要教师通过与数十家东莞大中型制造企业共同沟通研讨,对机械设计及其自动化专业的培养计划和教学大纲进行全面修订,新的培养计划和教学大纲是面向工业界,培养素质、知识、能力协调发展,基础扎实、知识面宽、工程意识和工程实践能力强,具有创新精神、较强的自主学习能力、优秀的职业道德,系统地掌握机械设计、制造、自动化的基本知识、基础理论和基本技能,具备从事机电产品和设备的研究设计、加工制造、技术管理、应用与开发、运行维护、经营销售等方面的工作能力和素质,得到机械工程师、制造工艺师和产品服务工程师等基本训练,适应珠三角地区特别是东莞市的制造业产业升级需要,具备国际化视野和现代工程师素质的应用型高级专门人才。根据新的培养计划和教学大纲,构建以工程应用为主线的,以传统机械设计理论与方法为基础的,着重提高学生工程素质及综合应用与创新设计能力培养的机械设计课程体系。
(二)基于OBE教育模式进行机械设计课程群体系设计
采用基于OBE教育模式进行课程群体系设计,其本质就是课程计划的“反向设计”,明确各门课程、每节课对于实现预期“学习产出”的贡献及程度。
根据新的培养计划和教学大纲,我校机械设计专业毕业生应是适应珠三角地区特别是东莞市的制造业产业升级需要的、具备国际化视野和现代工程师素质的应用型高级专门人才,即卓越机械工程师。教师要根据“学习产出”类型,使用多样化的教学方法。老师可以把自己与名人的工作实践经验和创新的经历,细致地介绍给自己的学生,激发学生的创新意识和学习热情。激励学生们自由选题,开展各种小发明的制作,以及软件开发与教学
论文撰写等多种多样的创新活动。在课堂教学中还要多鼓励学生积极思考,敢于提出问题、回答问题,使学生养成积极主动思维的习惯。
在理论教学方面,要多结合实际工作中的工程对象,实行理论分析计算与工程实际相结合的模式,将先进现代教学的工具及传统教学的方法有机地结合起来,摸索出一种手段先进的、生动活泼的、内容丰富的教学新模式。
任课教师应尽可能地创设丰富的教育环境,调动学生积极地参与到整个教学过程。在课程的教学上,教师也可以采取测验、问卷及项目等多种多样化的评价方法,对自己学生实际“学习产出”进行评估,根据评估结果及时调整该课程教学内容和改进教学方法。
(三)树立大课程观念,优化各课程内容,突出以机械设计课程为中心和工程应用能力的培养
1.打破各课程内容的归属性,弱化各课程个性概念,强化计算机技术在机械设计过程中的应用。机械设计课程群的目的是为机械产品设计服务,经过课程群的学习,帮学生培养基本机械设计的能力,也是机械设计制造及其自动化本科专业的培养目标。在课程群各门课程教学与改革中,要以机械设计为中心点,根据具体设计的程序,将零部件制造与设计进行完美的组合,同时,要充分考虑机电产品的具体设计要求,对于课程群的内容进行规划和整合。着重课程群的整体性建设,增强不同课程间的互补与整合,促使教学内容的有机结合,避免了缺失与重复,形成了完善及合理的课程群体系。
例如在编写《机械设计》及《公差与配合》的网络课程时,要突破课程内容界限,重新精简课程群组交叉的内容,运用“纲要信号网络法”,将典型零部件的运动设计及结构设计作为提纲,以具体设计方法为信息,把《机械设计》课程图表及公式和《公差与配合》的几何量公差及检测内容,纳入机械设计的信息图库,同时,充分发挥多媒体教学声像并茂的优势,充分与学生进行信息交流,加强了教学重点,彰显了机械设计知识的综合性与整体性。
计算机设计能力的提高,将有助于创新能力与解决实际工程能力的大幅提高。CAD/CAE技术的进一步发展引起了机械设计领域的大改革,机电产品的设计理论、方法和手段等,都发生了巨大的变化。机械设计的过程,从构思分析研究,以及加工工艺的制定和产品仿真的评价,均是运用计算机模拟出的三维空间完成的,它的设计分析过程,也十分符合产品的运行规律。因此,应将培养学生使用计算机设计的能力作为主要培养目标,将计算机设计的技术和各门传统的课程相连接,建立课程群体系,激发学生们在机械方面创新设计的潜力。课程群中计算机绘图、CAD等课程的设立,对于学生计算机设计能力的培养,打下了很扎实的基础;也在其他各课程教学的过程中,比如机械原理课程,运用计算机编程进行参数化设计,又增强了计算机的学习及应用。通过引进计算机辅助设计和分析,使计算机教育在整个大学阶段持续并逐步强化,从而使学生的计算机设计能力得到极大提高,达到提高学生创新能力与解决实际工程能力的目的。
2.整合精简课程重复内容,增加新技术、新概念、新的工程应用实例以提高学生的工程应用能力。对某些课程有重复内容的部分进行整合与删除。例如,《机械制图》与《公差与配合》课程中皆有极限、配合、形位公差等知识内容,可考虑将《机械制图》中相关知识点删除,同时在课时安排上进行一定调整。这样既避免了教师在教零件图与装配图知识时要花较多时间与精力去阐明极限、配合、形位公差等知识,又节约了教学课时,从整体上提高了教学效率。《工程力学》、《机械原理》、《机械设计》中也有一些知识点重复,如应力、应变等知识,可以进行合理整合与删除。
删除《机械原理》、《机械设计》等课程中比较复杂的理论公式的推导过程,只保留公式具体应用的说明。如《机械设计》课程中带传动中受力分析、有效拉力公式的推导过程;齿轮的接触应力强度和弯曲疲劳强度公式的推导过程等。
目前我校机械学院使用的部分教材中存在一些不符合时代特征的技术和工程应用实例,如滚动轴承标准等可能不是国家最新技术标准。利用学校图书馆的文献数据库查阅最新的相关知识,结合课程群教师的科研项目和东莞企业的先进技术,更新旧知识与技术标准,增加新技术、新概念、新的工程应用实例。在“机械设计课程群”的系列课程教学中,课程群教师应尽量以实际工程应用作为教学实例,通过课程群教师长期理论联系实际的教学,以达到培养及提高学生解决实际问题的能力。(四)把提高学生创新能力和解决实际工程问题能力进行课程设计教学内容及实验教学内容改革在所有课程设计的过程中,突出了课程设计的内容,贯穿了更加系统的观点,从全部方案设计及具体结构的设计,摸索出了一套系统的方法,来提高学生的综合设计能力及创新实战能力;充分利用现有实验、仪器设备,开展了创新设计的活动;利用现代的设计实验室设备、功能较强的设计平台以及面向工程实践的软件等,给自己的学生提供了把全新的现代设计方法运用于设计过程的良好平台。
鼓励自己的学生直接参加老师的科研课题,同时,作为本课程设计的题目及毕业设计的题目,把学生所学基本知识直接应用于工程实践。
保存培养学生基本技能的验证性实验,增强了学生综合性和设计性的实验项目。以现代的工程教育实践的观念作为指导,并且自主设计实验系统,设立具有工程特征的真实与虚拟的、综合设计的实验。学生实验的项目具备教学实验和工程实践背景相结合,培养工程实践的创新意识,训练工程实践的能力,来实现工程教育回归工程实践的教学目标。
建立多种多样的学生机械创新实践活动的平台,可以说是深化改革机械设计课程群实践的教学内容。研究与创新实践设计训练的平台,是学生们完成创新实验项目、制作设计产品的基地,如我校机械学院的机械创新团队,学生们都可以在老师们亲自指导下,完成“微型太阳能汽车”的设计与制造、装配和整机的测试,机器人创新团队近年来在各种国家机器人比赛中取得了优良的成绩;3D打印创新团队也在全国机械创新比赛和大学生挑战杯比赛中取得了优良的成绩。这些机械创新实践活动平台极大地提高了学生的工程实践能力和创新能力。
(五)强化机设课程群教学团队建设,促进教学团队持续性发展
教学团队的建设是课程群建设的关键所在,应该充分优化教学队伍的结构;充分发挥主动性和积极性,吸引国内外人才充实到教学的队伍中;激励中青年教师积极进取,获得博士学位;坚持将人才培养质量的提高作为团队工作的第一要务。通过教学研究、科学研究和国际交流提升教学队伍整体水平。目前我校机械工程学院已形成一支知识结构和年龄结构合理,责任感强、团结协作精神好,整体教学能力强,教学经验丰富,教学特色鲜明,教学效果好的机械设计课程群教学团队。本课程群的教学团队的特点是着重“理论教学、实验教学及工程应用教学”三元结合和相互促进,将机械基础理论、机械设计新技术和工程应用知识的传授放在首要地位,为学生工程应用能力和终身学习能力的形成打下扎实基础。
三、结语
关键词：现代机械 设计 创新
一、现代机械设计的内涵及特点
1.设计内涵
具体来讲，现代机械设计就是将微电子、机械、控制、信息等技术在系统工程的基础上有机地结合到一起，借此来实现机械系统最优化的目标。鉴于机械设计是为系统服务的，故此从系统的角度上看，可将现代机械设计看作是一个三维系统，这里的三维主要是指逻辑维、时间维以及方法维。逻辑维具体是指解决相关问题的逻辑程序或步骤，即分析、综合、评价、决策，这是解决现代机械设计中相关问题最为合理的四个步骤；时间维则是反映时间顺序的设计过程，大致可分为四个阶段，即产品规划、方案确定、技术以及加工设计；方法维指的是机械设计过程中所采用的各种思维方式和设计方法。
2.主要特点
2.1计算机化。
在人类社会不断发展的过程中，计算机的出现极大程度地推动了生产力的提高。现如今随着计算机技术水平的进步，使其被广泛应用于各个领域当中，在机械设计的各个环节中都需要借助计算机来完成，如优化设计、系统仿真等等。
2.2系统性。
在应用现代机械设计解决产品设计中的各种相关问题时，其主要通过系统的观点将机械看成是一个具有特定功能以及各部分相互关联的有机整体，这充分体现出了现代机械设计的系统性。
2.3动态性。
现代机械设计不仅重视产品在静态下的性能，更加重视其在工作环境下的动态性能，这样的设计能够进一步提高产品的整体性能。
2.4创新性。
由于现代机械设计主要是以科学的设计理论以及先进的设计工具为基础，故此其能够真正发挥出设计者丰富的想象力和创造性思维，并运用各种具有创造性的手段和方法，研发出更多具有创新性的机械产品。
二、现代机械设计模式创新的有效途径
1.优化设计
现代机械设计模式的创新应当朝着优化设计的方向发展，而所谓的优化设计则是指以数学规划为理论依据、以计算机为设计工具，并在充分考虑与设计有关的各种制约因素的基础上，寻求与预定目标相符的最优方案的设计过程。简单来讲，优化设计方法是现代机械设计创新中比较先进的一种，其建立在计算机技术和最优化的数学理论基础上，并借助计算机和数学函数得出效率最高、最优化的设计方案，这种设计理念完全符合时展对机械设计的要求。设计人员在利用该方法进行机械设计时，能够对各方面的影响因素进行综合考虑，这样可以更加系统和全面地对问题进行分析和解决，从而获得最为精确的设计数据，达到缩短设计周期的目的。优化设计是CAD设计中最为重要的组成部分之一，其充分体现出设计最优的原则，通过找寻最优的设计方案，极大程度地提高了机械设计质量。
2.系统化设计
现代机械设计模式的创新应当以突破传统设计仅重视产品实现预期功能这一目标，借此来使机械设计朝着智能化、自动化、柔性化、信息化和系统化的方向发展。通过系统化设计能够在原有机械设计的基础上使产品的各方面功能和整体性能提高到一个全新的水平线上，而且有极大可能使产品的结构发生变化，从而带来巨大的经济效益和社会效益。为此，系统化设计必然会成为现代机械设计未来的发展趋势。系统化设计通过层次划分、逐层实现的方式，将原本抽象的设计任务转变为具体化，使整个设计过程变得更加系统，有规律可循、有方法可依，更容易实现计算机辅助设计。
3.变型设计
所谓的变形设计实质上就是在原有的设计基础之上进行新的研发，借此来使机械上的零部件更加标准、通用化水平更高，由此生产出具有系列化的产品，满足更多用户的不同需求，变形设计其实就是一种创新，这种设计方法有三种形式：其一，纵系列变形设计，即在产品结构、原理以及功能都相同的条件下，改变尺寸和性能参数的设计；其二，横系列变形设计，即以基础型产品为基础对其各方面功能进行扩展的设计；其三，跨系列变型设计，即设计具有先进动力参数的不同类型产品。采用变型设计能够在确保产品原有功能以及原理不变的前提下，按照用户的使用需求对相关参数进行调整，以此来设计出更加完善且符合用户要求的产品。在机械设计中比较常用的变型设计是产品三维参数化变形设计，即以工程、拓扑及尺寸这三者的约束驱动为技术基础的一种设计方法，它能够实现各类相关信息的自动更新，如视图位置、尺寸、比例等，而且还能实现整个产品生命周期的参数化设计。
参考文献
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一地方院校机械专业人才培养目标
当今科学技术的迅猛发展，极大地丰富了机械学科的内涵，使传统的机械学科与其他学科如信息学科、材料学科、管理学科和人文学科的边界越来越模糊，相互的联系越来越紧密。为此，机械专业人才培养模式需要进行全面改革。为了切实了解现代社会发展对机械专业人才培养的需求情况，以便有针对性地确定机械专业人才培养目标，针对用人单位就机械专业改革进行了调研，并对全国部分院校的人才培养改革经验进行了分析与总结。
机械专业高等教育的首要目的是为企、事业单位输送高素质的人才，以适应现代社会的迅速发展对人才知识、素质、能力日益增长的需求。针对企、事业单位（领导和管理人员）进行问卷调查，可以较为准确地把握用人单位对机械专业人才知识和能力结构的实际需求。主要调查项目包括：（1）用人单位今后对各学历层次人才可能的需求情况；（2）用人单位目前最急需的人才类型；（3）现在及未来机械专业本科生最需加强的专业知识；（4）现阶段机械专业本科毕业生最需加强的能力。
调查结果显示，用人单位对所需人才的学历层次按照专科、本科、研究生（含硕士、博士）统计，比例分别为16.6%、68.3%、15.1%；对最急需的人才类型按照经营管理型、工程技术型、创新应用型统计，比例分别为10.1%、29.6%、61.3%；该专业本科生最需加强的专业知识占前三位的分别是计算机类35.3%、机械设计理论及方法28.5%、现代制造技术15.6%；该专业本科生最需加强的能力占前三位的分别是动手及创新能力39.3%、组织管理能力28%、语言表达能力17.4%。总体来看，机械专业毕业生的社会需求主要集中在本科层次，要求学生具有系统的专业知识及创新实践能力。为了适应我国经济发展需要，特别是满足山东省及周边地区企事业单位对高层次、高素质工程技术人才的需求，机械专业人才培养的目标确定为培养适应社会主义现代化建设需要，德、智、体、美全面发展，具有扎实的自然科学基础、较好的人文素质和社会科学基础，掌握先进的机械设计制造技术、机电装备设计制造和管理技术、机电一体化技术、数控技术、计算机与信息应用技术，具备较强技术应用和技术开发能力，能在现代机电企业从事产品设计、制造、技术开发、生产组织和管理等工作，具有创新精神和实践能力的应用型高级工程技术人才。
二地方院校机械专业人才培养层次定位
我国的高等学校分为研究型、教学研究型、教学型三大类[6]。研究型高校主要以研究生教育为主，培养以技术创新研究和基础理论原创性研究为主的创新型人才；教学研究型高校兼有本科及研究生教育，其中研究生教育占较大比重，主要培养技术应用型专门人才和技术创新人才；教学型高校分技术应用教学型和技能教学型两种，技术应用教学型以本科教育为主，培养以技术应用研究为主的技术应用型专门人才，而技能教学型高校则主要培养在第一线从事生产、服务和管理的各类技能型人才。
作为地方院校，立足区域经济，在充分考虑区域经济对人才培养的需要及学校自身发展的基础上，德州学院机械专业人才培养定位于工程技术应用型人才。机械专业工程技术应用型人才主要从事机械工程与自动化领域内的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理及经营销售等方面的工作。基于此定位，机械专业本科教育要从工程技术性的角度确定人才培养方案，进行人才培养模式的探索改革，在注重理论基础知识的同时，进一步加强学生创新和实践能力的培养。
三机械专业人才培养模式的调整改革
为实现专业人才培养目标，本次机械专业人才培养模式的调整改革以专业的适应性及学生的实践能力为重心。为了适应市场需要，增强专业社会适应性以及学生的个性发展，使学生获得在一定行业范围内的职业迁移能力，适当的对专业方向进行了调整，在一个专业基础上设置机械CAD、机电控制技术和金属材料及热处理三个方向，同时增加实践教学学时，改革实践教学方法和手段，增强学生的实践能力、适应能力和创新精神，全面提高人才培养质量，突出应用型人才教育特色。
（一）课程体系的调整及课程优化整合
高等教育中合理地设置课程体系是整体优化知识结构的关键环节，是实现专业定位和人才培养目标的重要保证[7]。在多年实践的基础上，机械专业设置模块化课程体系，分为公共必修课模块、专业必修课模块、专业选修课模块和公共选修课模块。
公共必修课模块使学生具备了必要的人文素质能力。专业必修课模块构成了机械专业的知识体系，使学生具有了机械专业的基本知识结构，为学生继续深造和进行机械方面的研究奠定理论基础。公共必修课模块主要包括马克思主义基本原理、思想、邓小平理论、“三个代表”重要思想概论、中国近现代史纲要、思想道德修养与法律基础、形式与政策、大学英语及计算机基础等课程。专业必修课由专业基础课和专业课两个模块组成，其中，专业基础课包括高等数学、画法几何与机械制图、大学物理、线性代数、概率论与数理统计、理论力学、材料力学、电工技术、机械原理及机械设计等；专业课包括机械工程材料、单片机原理及应用、液压与气动技术、机械控制工程基础、机械制造技术基础及机械测试技术基础等课程。教学计划中，第一到第六学期完成公共必修课模块和专业必修课模块的学习。
专业选修课模块和公共选修课模块是具有职业背景的柔性模块，其课程设置可根据本地区经济与社会发展对不同类型创新性、应用型人才的客观需求，及时调整，不断更新。根据地方经济发展的需要，在专业选修课原有专业限选课基础上增设了机械设计及自动化和机械制造及自动化两个模块，学生可根据自己的具体情况有针对性的进行选择。其中，专业限选课包括PLC原理及应用、计算机辅助绘图、专业英语及数控技术；机械设计及自动化模块包括三维实体设计、机电一体化系统设计、机械创新设计、计算机辅助模具设计及机器人技术；机械制造及自动化包括机电设备故障与维护、CAM软件应用基础、数控编程技术、数控机床电气控制及特种加工。教学计划中，第七学期进行职业教育模块的学习。
为了使学生建立系统的知识结构，培养学生的工程意识和创新思维，机械专业对原有部分课程进行了优化整合，适当的减少理论课时数，为工程实践能力的培养与强化留出空间。如增设了计算机辅助绘图、机电一体化系统设计、专业英语等课程。同时将金属切削机床、切削原理与刀具两门课的内容融于《机械制造技术基础》中。根据实际需要，将《单片机原理与应用》由72学时压缩到54学时。
（二）实践教学体系的调整及改革
工程技术能力的培养贯穿于整个实践教学体系中，而实践教学体系主要包括实验教学、专业课程设计、实习、毕业论文（设计）等环节。其中专业课程设计仍然按照传统，在相应专业课程结束后校内集中安排，本次主要在实验教学、实习及毕业论文（设计）两方面的实践教学进行了调整及改革。
1实验教学的调整及改革
实验教学是机械类本科教学的重要组成部分，其核心是培养学生的实践能力和创新意识，促进学生全面系统的掌握和深化理论知识[8-9]。因此，开好实验课对学生理论联系实际、加深对理论的感性认识十分重要。
目前机械专业实验课课时偏少，受实验课时的限制，实验内容以验证性居多，不利于培养学生的创新意识和实践能力。鉴于以上问题，实验教学主要进行了三方面的改革。第一，通过理论课程的优化整合，增加实验课课时，提高设计性实验和综合性实验的数量及比例。如表1所示，机械工程材料、机械原理、机械设计、机械控制工程基础、机械制造技术基础及机械测试技术基础等课程的实验课时都增加到12学时，同时，设计性实验和综合性实验所占比例明显提高。第二，开放实验室。除传统的实践教学外，机械专业利用学校现有的实验设备和条件，在校内建立实践基地，将现有的专业实验室，例如机械设计实验室、机械创新实验室、材料热处理实验室、机床实验室等，在完成实验教学任务的情况下对学生开放。对于基础性实验，实验室在任意时间均对学生开放，在实验室工作人员的安排下，学生可自主进行；而对于设计性或综合性实验，学生应提前写出实验方案和步骤，经老师审核通过后方可进行实验。第三，建立创新实验室。利用实验室的闲置设备开设创新实验室，由机械创新学会的学生进行自主管理，学生可自行设计完成实验及发明，老师进行定期指导。通过不断地实践锻炼，学生的创新意识和综合能力得到进一步提高。实践教学体系的改革为培养优秀的工程技术应用型人才奠定了扎实的基础。
2实习及毕业论文（设计）的调整及改革
机械专业实习种类较多，主要包括认识实习、金工实习、生产实习及毕业实习。由于受实习条件的限制，实习人数众多但专业实习指导的师资明显不足，实习质量难以得到保证，针对这一情况，机械专业主要进行了两方面的改革。第一，采取校企联合的措施。一方面聘请对口企业的高级工程人员或退休技术工人担任实习的指导教师，解决师资不足的问题；另一方面建立校外实习基地。机械专业先后与格瑞德集团山东德通实业有限公司、山东华宇电力材料有限公司、德州天宇汽车电子有限公司、德银机械制造有限公司、山东中大空调集团和德州中泰工控有限公司等企业签署了校外实习基地建设协议，学生的认识实习、金工实习、生产实习及毕业实习均可在校外实习基地进行。校外实习基地的建立，在很大程度上弥补了校内实习资源的不足。第二，采取多层次实习方案，着重培养学生工程实践能力和创新精神。具体地说，由第三学期一周的认识实习到第四学期两周的金工实习，由第七学期七周的专业方向实习到第八学期八周的毕业实习，使学生将理论与实践相结合，为毕业后能很快适应工程技术岗位打下坚实的基础。
为了提高学生的创新意识及分析问题和解决问题的能力，机械专业改革后的毕业论文（设计）主要有两种形式：一种是选题来源于实习或就业的工厂，联合工厂技术人员攻克难题，完成论文（设计）；另一种是学生分组后自主选题，自拟题目，完成实物。
四改革效果
学生就业和大赛实践对学校的教学效果具有检验和反馈作用[10]。在新的人才培养模式实施过程中，德州学院机械专业不仅保证了理论和实践教学的教学质量，而且强化了学生的创新意识和实践能力，近两年来，学生一次就业率均在98%以上，2010级学生2011、2012两年在省级以上各类大学生创新活动中取得了优异的成绩，其中国家特等奖1项，一等奖8项，二等奖3项、三等奖6项，山东省特等奖6项、一等奖18项、二等奖23项、三等奖19项。作为地方院校，德州学院将继续进行机械专业人才培养模式的改革探索，着力培养能够切实在地方经济建设和社会发展中发挥作用的具有宽厚的理论基础、系统的专业知识以及实践能力、适应能力和创新精神的应用型人才，更好的为地方经济建设和社会发展服务。
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